LA OPTICA
ALBERTO DE LA VEGA BRAVO
Espectro electromagnético
• Si bien la Óptica se inició como una rama de la
física distinta del electromagnetismo en la
actualidad se sabe que la luz visible parte del
espectro electromagnético, que no es más que
el conjunto de todas las frecuencias de
vibración de las ondas electromagnéticas. Los
colores visibles al ojo humano se agrupan en
la parte del espectro denominado visible.
TEORIAS CIENTIFICAS
• La óptica electromagnética: Considera a la luz
como una onda electromagnética, explicando
así la reflectancia y transmitancia, y los
fenómenos de polarización y anisotropía.
Espectro electromagnético
• Tipo de onda electromagnética
• Límites aproximados de sus longitudes de onda
• Dominio Ondas de radio y TV 1 000 m 0.5 m electrónico Microondas 50 cm
0.05 mm
• Infrarrojo lejano 0.5 mm -0.03 mm
• Infrarrojo cercano 30 mm- 0.72 mm
• Dominio óptico Luz visible 720 nm- 400 nm
• Ultravioleta 400 nm -200 nm
• Extremo ultravioleta 2 000- 500 A
• Física de Rayos X 500- 1 A
• alta energía Rayos gamma 1 -.01 A
• donde las unidades usadas aquí son:
1 micra = 1 mm = 10-6 m
Angstrom = 1 = 10-10 m 1 nanómetro = 1 nm = 10-9 m
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Microscopio
• Microscopio , cualquiera de los distintos tipos
de instrumentos que se utilizan para obtener
una imagen aumentada de objetos minúsculos
o detalles muy pequeños de los mismos.
• El microscopio más utilizado es el óptico, El
más simple es la lente convexa doble con una
distancia focal corta. Estas lentes pueden
aumentar un objeto hasta 15 veces.
MICROSCOPIO
Microscopio
• Hay diversos microscopios ópticos para
funciones especiales. Uno de ellos es el
microscopio estereoscópico, que no es sino un
par de microscopios de baja potencia
colocados de forma que convergen en el
espécimen. Estos instrumentos producen una
imagen tridimensional.
Microscopio
• Por lo general se utilizan microscopios
compuestos, que disponen de varias lentes
con las que se consiguen aumentos mayores.
Algunos microscopios ópticos pueden
aumentar un objeto por encima de las 2.000
veces.
Tipos de microscopios
•
•
•
•
•
El microscopio de luz ultravioleta
El microscopio petrográfico
El microscopio en campo oscuro
El microscopio de fase
El microscopio electrónico utiliza electrones para
iluminar un objeto.
• microscopio electrónico de barrido y transmisión
(Scanning Transmission Electron Microscope,
STEM
Microscopio
Láser
• En 1916, Albert Einstein estableció los
fundamentos para el desarrollo de los láseres
y de los máseres (que emiten microondas),
utilizando la ley de radiación de Max Planck
basada en los conceptos de emisión
espontánea e inducida de radiación. La teoría
fue olvidada hasta después de la II GM,
cuando fue demostrada definitivamente por
Willis Eugene Lamb y R. C. Rutherford.
DEFINICION
• EL LÁSER, cuyo nombre se ha formado con la
primera letra de cada palabra de la frase en
inglés Light Amplification Simulated Emission
of Radiation (amplificación de luz por emisión
estimulada de radiación), ha ampliado
repentina y grandemente los horizontes de la
óptica.
¿QUE ES EL LASER?
• El láser es simplemente una fuente luminosa
con dos propiedades muy especiales e
importantes de su luz, que técnicamente
reciben los nombres de coherencia espacial y
coherencia temporal.
USO DE ESPEJOS PARA HACER 1 LASER
LASER EN MEDICINA
• La mayoría de los láseres usados en cirugía
son de bióxido de carbono. La intensidad y la
velocidad del punto luminoso se regulan a fin
de controlar la penetración del corte. Como el
láser es en general un instrumento muy
grande, el haz luminoso se lleva a la región
deseada mediante un brazo plegable parecido
al de los dentistas, con espejos en los codos
del brazo. Mediante una lente al final de este
brazo se enfoca el haz en el punto deseado.
Laser
• El rayo láser se emplea en el proceso de
fabricación de grabar o marcar metales,
plásticos y vidrio. Otros usos son:
• Diodos láser, usados en punteros láser,
impresoras laser, y reproductores de CD, DVD,
Blu-Ray, HD-DVD;
• Láser de punto cuántico
Tipos de Láser
• Láser de dióxido de carbono - usado en
industria para corte y soldado, cirugía
• Láser Excimer, que produce luz ultravioleta y
se utiliza en la fabricación de semiconductores
y en la cirugía ocular Lasik;
• Láser neodimio-YAG, un láser de alto poder
que opera con luz infrarroja; se utiliza para
cortar, soldar y marcar metales y otros
materiales.
Tipos de láser
• YAG dopado con holmio, 2090 nm, un láser de
alto poder que opera con luz infrarroja, es
absorbido de manera explosiva por tejidos
impregnados de humedad en secciones de
menos de un milímetro de espesor.
Generalmente opera en modo pulsante y pasa
a través de dispositivos quirúrgicos de fibra
óptica. Se utiliza para quitar manchas de los
dientes, vaporizar tumores cancerígenos y
deshacer cálculos renales y vesiculares.
Tipos de Láser
• YAG dopado con erbio, 1645 nm
• YAG dopado con tulio, 2015 nm
• Láser de Zafiro dopado con Titanio, es un láser
infrarrojo fácilmente sintonizable que se
utiliza en espectroscopía. Láser de fibra
dopada con erbio, un tipo de láser formado de
una fibra óptica especialmente fabricada, que
se utiliza como amplificador para
comunicaciones ópticas.
Diodo láser
• El diodo láser es un dispositivo semiconductor
• El diodo emite luz, que al ser coherente en su
mayor parte (debido a la emisión estimulada),
posee una gran pureza espectral. Por tanto,
como la luz emitida por este tipo de diodos es
de tipo láser, a estos diodos se los conoce por
el mismo nombre. LD o ILD (diodo láser por
inyección
Diodo láser
Imagen de un chip del diodo LASER contenido
en el paquete mostrado en la imagen izq. Se
muestra en el ojo de una aguja que sirve de
escala.
Diodo láser: Algunas aplicaciones
• Comunicaciones de datos por fibra óptica.
• Lectores de CDs, DVDs y formatos derivados.
• Interconexiones ópticas entre circuitos
integrados.
• Impresoras láser.
• Escáneres o digitalizadores.
• Sensores.
Fibra óptica
• La fibra óptica es una guía de ondas dieléctricas
que opera a frecuencias ópticas.
• Núcleo y revestimiento de la fibra óptica.
• Cada filamento consta de un núcleo central de
plástico o cristal (óxido de silicio y germanio)
rodeado de una capa de un material similar
• en el interior de una fibra óptica, la luz se va
reflejando contra las paredes en ángulos muy
abiertos, de tal forma que prácticamente avanza
por su centro.
Fibra óptica
APLICACIONES EN MEDICINA
• Los fibroscopios realizados con ayuda de las
técnicas opticoelectrónicas cuentan con un
extremo fijo o adaptable para la inserción de :
agujas, pinzas para toma de muestras,
electrodos de cauterización, tubos para la
introducción de anestésicos, evacuación de
líquidos, etc. Una fibra se encarga de
transportar la luz al interior del organismo y la
otra lleva la imagen a un monitor.
Fibroscopios.
• Diversos aparatos como laringoscopios,
rectoscopios, broncoscopios, vaginoscopios
gastroscopios y laparoscopios, incluyen ya esta
tecnología, la cual nos permite con gran
precisión la exploración de cavidades internas
del cuerpo humano.
Los campos generales de empleo en
medicina son
• - Diagnóstico: complementa a la radiología, al
proporcionar visiones cercanas y amplificadas de
puntos concretos y permitir la toma de muestras. El
fibroscopio es particularmente útil para la detección de
cánceres y úlceras en estado inicial que no son visibles
a través de rayos X.
• - Terapéutico: permiten la actuación quirúrgica en vías
biliares para eliminar cálculos, extraer cuerpos
extraños, etc.
• - Postoperatorio: observación directa y prácticamente
inmediata a la operación de las zonas afectadas.
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